射頻電路原理課件

1、射頻電路原理課件 手機(jī)射頻電路工作原手機(jī)射頻電路工作原 理理 射頻電路原理課件 手機(jī)通用的接收與發(fā)射流程手機(jī)通用的接收與發(fā)射流程 v1、信號接收流程、信號接收流程： 天線接收天線匹配電路雙工器濾波（聲 表面濾波器SAWfilter）放大（低噪聲放大器 LNA）RX_VCO混頻（混頻器Mixer）放大 （可編程增益放大器PGA）濾波IQ解調(diào)（IQ 調(diào)制器）（進(jìn)入基帶部分）GMSK解調(diào)信道均 衡解密去交織語音解碼濾波 DAC放大話音輸出。 射頻電路原理課件 手機(jī)通用的接收與發(fā)射流程手機(jī)通用的接收與發(fā)射流程 v2、信號發(fā)射流程：、信號發(fā)射流程： 話音采集放大ADC濾波語音編 碼交織加密信道均衡GMS

2、K調(diào)制 （進(jìn)入射頻部分）IQ調(diào)制（IQ調(diào)制器）濾波 鑒相鑒頻（鑒相鑒頻器）濾波TX_VCO混頻 （混頻器Mixer）功率放大（PA）雙工器 天線匹配電路天線發(fā)射。 射頻電路原理課件 手機(jī)通用的接收與發(fā)射流程手機(jī)通用的接收與發(fā)射流程 v3、射頻電路原理框圖：、射頻電路原理框圖： 射頻電路原理課件 射頻電路的主要元器件介紹及相關(guān)工作原理射頻電路的主要元器件介紹及相關(guān)工作原理 v1、天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻連接器、天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻連接器： v天線（天線（E600）：作用是將高頻電磁波轉(zhuǎn)化為高頻信號電流。 射頻電路原理課件 天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻連接器天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻連接器 v天線匹配網(wǎng)絡(luò)（天線匹配

3、網(wǎng)絡(luò)（L604、C611、C614）：主要是完成主板與 天線之間的功率匹配，以使天線的效率盡可能高。 射頻連接器（射頻連接器（J600）：又叫同軸連接器或射頻開關(guān)，作 用主要是為手機(jī)的測試提供端口。其內(nèi)部是簧片的接觸結(jié) 構(gòu)，相當(dāng)于一個機(jī)械開關(guān)，通常狀態(tài)下開關(guān)處于閉合狀態(tài)， 當(dāng)射頻線探頭插入射頻連接器時，簧片一端將與主板的天線 通路斷開，而與射頻線探頭接觸，此時手機(jī)與測試儀器之間 就通過射頻連接器與射頻線進(jìn)行信號的傳輸。具體結(jié)構(gòu)見圖 2。 射頻電路原理課件 天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻連接器天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻連接器 圖2:射頻連接器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及開關(guān)方式 射頻頭頂 針插入時 將簧片斷 開，信號 有綜測儀

4、連接至主 板 無頂針插入時， 簧片處于接觸狀 態(tài)，信號由天線 接收至主板 射頻電路原理課件 雙工濾波器（雙工濾波器（U601） v2、雙工濾波器（、雙工濾波器（U601）： 雙工濾波器是一種無源器件，內(nèi)部包括發(fā)射濾波器和 接收濾波器，它們都是帶通濾波器。作用是將接收射頻 信號與發(fā)射射頻信號分離，以防止強(qiáng)的發(fā)射信號對接收 機(jī)造成影響。由于發(fā)射信號總是比接收信號強(qiáng)，而強(qiáng)信 號對弱信號有抑制作用，會使接收電路被強(qiáng)信號阻塞， 使接收的弱信號被淹沒，引起接收靈敏度下降。所以接 收濾波器就是阻止發(fā)射信號串人接收電平，當(dāng)然，也有 一并拒收天線接收到的接收頻段以外的信號；而發(fā)射濾 波器則拒絕接收頻率段的噪聲功

5、率及發(fā)射調(diào)制信號。 射頻電路原理課件 v器件引腳排列及名稱： 表1：器件引腳排列及名稱 雙工濾波器（雙工濾波器（U601） 射頻電路原理課件 表2：雙工濾波器的開關(guān)控制模式 雙工濾波器（雙工濾波器（U601） 射頻電路原理課件 雙工濾波器（雙工濾波器（U601） 圖3：雙工濾波器相關(guān)電路 射頻電路原理課件 聲表面濾波器聲表面濾波器 v3、聲表面濾波器（、聲表面濾波器（Z600、Z602、Z603）：）： v是一個帶通濾波器，只允許接收頻段的射頻信號進(jìn)入接收 機(jī)電路，其它頻段的信號將會得到抑制。 表3：引腳排列及名稱 圖4：內(nèi)部結(jié)構(gòu) 射頻電路原理課件 聲表面濾波器聲表面濾波器 頻率傳輸特性 射頻

6、電路原理課件 聲表面濾波器聲表面濾波器 射頻電路原理課件 射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U602） v射頻收發(fā)信機(jī)是射頻電路的核心部件，主要完成射頻信號 的調(diào)整與解調(diào)。內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括5個方面： v1）、接收機(jī)（）、接收機(jī)（Receiver）：提供射頻信號的下行鏈路，將 射頻信號通過放大、解調(diào)轉(zhuǎn)變成IQ信號供基帶芯片進(jìn)行處 理。 v接收機(jī)主要包括四頻段（GSM850、GSM900、DCS1800、 PCS1900）差分輸入低噪聲放大器(LNA)（輸入阻抗200歐 姆，通過LC網(wǎng)絡(luò)與SAW FILTER匹配，增益控制動態(tài)范圍 35dB）、2個RF正交混頻器、1個集成信道濾波器（濾除 干擾、阻塞和鏡

7、像）、2個可編程增益放大器（PGA）、正 交第2混頻器和末級低通濾波器。 射頻電路原理課件 射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U602） vMT6129系列采用非常低中頻結(jié)構(gòu)（與零中頻相比，能夠改 善阻塞抑制、AM抑制、鄰道選擇性，不需DC偏移校正，對 SAW FILTER共模平衡的要求降低），采用鏡像抑制（35dB 抑制比）混頻濾波下變頻到IF，第1中頻頻率為：GSM 200KHZ，DCS/PCS 100KHZ。第1IF信號通過鏡像抑制濾 波器和PGA（每步2dB共78dB動態(tài)范圍）進(jìn)行濾波放大，經(jīng) 第2混頻器下變頻到基帶IQ信號，頻率為67.708KHz。 射頻電路原理課件 射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收

8、發(fā)信機(jī)（U602） 射頻電路原理課件 射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U602） v低噪聲放大器低噪聲放大器(LNA): 作用是將天線接收到的微弱的射頻信 號進(jìn)行放大，以滿足混頻器對輸入信號幅度的需要，提高 接收機(jī)的信噪比。 v混頻器混頻器(MIX):是一個頻譜搬移電路，它將包含接收信息的射 頻信號轉(zhuǎn)化為一個固定頻率的包含接收信息的中頻信號。 它是接收機(jī)的核心電路?；祛l電路又叫混頻器（MIX）是利 用半導(dǎo)體器件的非線性特性，將兩個或多個信號混合，取 其差頻或和頻，得到所需要的頻率信號。在手機(jī)電路中， 混頻器有兩個輸入信號(一個為輸入信號，另一個為本機(jī)振 蕩)，一個輸出信號（其輸出被稱為中頻IF）。

9、當(dāng)混頻器的 輸出為射頻信號頻率與本振信號之和，且比信號頻率高時， 所用的混頻器被稱為上邊帶上變頻； 射頻電路原理課件 射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U602） 當(dāng)混頻器的輸出信號為信號頻率與本振信號之差，且 比信號頻率高時，所用的變頻器被稱為下邊帶上變頻。 v在接收機(jī)電路中的混頻器是下變頻器，即混頻器輸出 的信號頻率比輸入信號頻率低；在發(fā)射機(jī)電路中的混 頻器通常用于發(fā)射上變頻，它將發(fā)射中頻信號與 UHFVCO(或RXVCO)信號進(jìn)行混頻，得到最終發(fā)射信 號。 v射頻振蕩器（或本地振蕩器，射頻振蕩器（或本地振蕩器，RFVCO）：）： v中頻濾波器中頻濾波器:在電路中只允許中頻信號通過，主要用來 防

10、止鄰近信道的干擾，提高鄰近信道的選擇性。 射頻電路原理課件 射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U602） v2）、發(fā)射機(jī)（）、發(fā)射機(jī)（Transmitter）：提供射頻信號的上行鏈路， 將IQ基帶信號調(diào)制成發(fā)射射頻信號。 v包含2個發(fā)射壓控振蕩器（TXVCO）、緩沖放大器、下變 頻混頻器、正交調(diào)制器、帶Charge Pump和環(huán)路濾波器的 鑒相器（PD），另一路分頻器和環(huán)路濾波器用于正交調(diào)制 器與下變頻混頻器完成產(chǎn)生合適的TX調(diào)制中頻。 射頻電路原理課件 射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U602） 射頻電路原理課件 射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U602） v3）、頻率合成器（）、頻率合成器（Freque

11、ncy Synthesizer）：）： v將一個或多個基準(zhǔn)頻率信號變換為另一個或多個所需頻率信 號的技術(shù)稱為頻率合成，或頻率綜合技術(shù)。移動電話通常使 用的是帶鎖相環(huán)的頻率合成器，原理框圖見下： 射頻電路原理課件 射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U602） v參考振蕩器：參考振蕩器：在頻率合成乃至在整個手機(jī)電路中都是很重要 的。在手機(jī)電路中，特別是GSM 手機(jī)中，這個參考振蕩器 被稱為基準(zhǔn)頻率時鐘電路，它不但給頻率合成環(huán)路提供參考 信號，還給手機(jī)的邏輯電路提供信號，如該電路出現(xiàn)故障， 手機(jī)將不能開機(jī)。 射頻電路原理課件 v手機(jī)電路中的參考振蕩都使用晶體振蕩電路。而且，大多 數(shù)手機(jī)中使用的是一個基準(zhǔn)頻

12、率時鐘VCO 組件。在GSM 手機(jī)中，這個組件輸出頻率是13 MHz/26MHz，有時它被 稱為13MHz/26MHz晶體。事實(shí)上它是一個VCO 組件， 13MHz/26MHz晶體及VCO 電路中的晶體管及變?nèi)荻O 管等器件被封裝在一個頻率罩內(nèi)。13MHz/26MHz振蕩電 路受邏輯電路提供的AFC(自動頻率控制)信號控制。由于 GSM 手機(jī)采用時分多址(TDMA)技術(shù)，以不同的時間段 (Slot，時隙)來區(qū)分用戶，故手機(jī)與系統(tǒng)保持時間同步就 顯得非常重要。若手機(jī)時鐘與系統(tǒng)時鐘不同步，則會導(dǎo)致 手機(jī)入不了網(wǎng)。 射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U602） 射頻電路原理課件 v在GSM 系統(tǒng)中，有一個

13、公共的廣播控制信道(BCCH)， 它包含頻率校正信息與同步信息等。手機(jī)一開機(jī)，就會在 邏輯電路的控制下掃描這個信道，從中獲取同步與頻率校 正信息，如手機(jī)系統(tǒng)檢測到手機(jī)的時鐘與系統(tǒng)不同步，手 機(jī)邏輯電路就會輸出AFC 信號。AFC 信號改變 13MHz/26MHz 電路中VCO 兩端的反偏壓，從而使該 VCO 電路的輸出頻率發(fā)生變化，進(jìn)而保證手機(jī)與系統(tǒng)同 步。 射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U602） 射頻電路原理課件 v鑒相器（鑒相器（PD）：）：是英文Phase Detector 的縮寫。它是一 個相位比較器，是一個相差電壓轉(zhuǎn)換裝置，可將VCO 振 蕩信號的相位變化變換為電壓的變化。鑒相器輸出

14、的是脈 動直流信號，這一脈動直流信號經(jīng)LPF 濾除高頻成分后去 控制VCO 電路。 v低通濾波器（低通濾波器（LPF）：）：是英文Low Pass Filter 的縮寫。低 通濾波器又被稱為環(huán)路濾波器，它是一個RC 電路，位于 鑒相器與VCO 電路之間。因鑒相器的輸出不僅有控制信號， 還有一些高頻諧波成分，這些諧波將影響VCO 電路的工作， 低通濾波器就是要把這些高頻成分濾除。 射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U602） 射頻電路原理課件 v壓控振蕩器簡稱（壓控振蕩器簡稱（VCO）：）：是英文Voltage Control Oscillator 的縮寫。壓控振蕩器是一個電壓頻率轉(zhuǎn)換裝置， 可將鑒相器PD 輸出的相差電壓信號的變化轉(zhuǎn)化成頻率的 變化。 v參考振蕩器給頻率合成環(huán)路提供基準(zhǔn)信號，使手機(jī)的工作 頻率與系統(tǒng)保持一致鑒相器是一個相位電壓轉(zhuǎn)換裝置， 它將信號相位的變化變?yōu)殡妷旱淖兓?。顯然，這是一個比 較器。 射頻收發(fā)信機(jī)（射頻收發(fā)信機(jī)（U602） 射頻電路原理課件 v低通濾波器濾掉鑒相器輸出的高頻成分，以防止高頻諧波對 VCO 電路的影響。在鑒相器中，參考信號與VCO 分頻后的 信號進(jìn)行比較。 vVCO 是一個電壓一頻率轉(zhuǎn)換裝置，它將電壓的變化(鑒相器 輸出電壓的變化)轉(zhuǎn)化為頻率的變化。VCO 輸出的信號通常 是一路到其他功能電路；另一路回到分頻器作取